【摘要】：近幾十年來,施肥、濫砍濫伐和化石燃料燃燒等人為因素導(dǎo)致陸地生態(tài)系統(tǒng)中活性氮大幅增加,氮沉降及其生態(tài)效應(yīng)成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠位于我國(guó)西部,氮素是影響當(dāng)?shù)刂脖簧L(zhǎng)重要限制性因子。芽庫(kù)是克隆植物無性繁殖體的集合,承擔(dān)植被更新的作用,對(duì)植株生長(zhǎng)模式具有決定性作用。但目前國(guó)內(nèi)外主要關(guān)注多年生草本芽庫(kù)研究,缺乏對(duì)木本植物芽庫(kù)的研究。因此,本文以干旱半干旱地區(qū)的建群種——白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)為研究對(duì)象,通過建立盆栽和天然白刺沙包施肥實(shí)驗(yàn),對(duì)其芽庫(kù)特征和生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)量,探討氮添加對(duì)白刺芽庫(kù)結(jié)構(gòu)和時(shí)空動(dòng)態(tài)的影響,了解生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征對(duì)白刺芽庫(kù)分配的養(yǎng)分指示作用。(1)氮添加對(duì)白刺幼苗地上芽庫(kù)的影響本研究通過盆栽控制實(shí)驗(yàn)(氮添加量為0、12、24、49、73、98和122 gN·m~(-2)),對(duì)白刺幼苗的芽庫(kù)特征和生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,探討了白刺幼苗芽庫(kù)對(duì)氮添加的響應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),氮添加顯著增加了白刺幼苗芽和營(yíng)養(yǎng)枝的數(shù)量,顯著降低了休眠芽和休眠枝數(shù)量,并對(duì)二級(jí)枝和三級(jí)枝的出芽率具有明顯的促進(jìn)作用;隨著氮添加量遞增,幼苗營(yíng)養(yǎng)枝有從基部向頂端移動(dòng)的趨勢(shì);氮平衡指數(shù)與白刺幼苗出芽強(qiáng)度、分枝強(qiáng)度、二級(jí)枝和三級(jí)枝出芽率呈二次非線性正相關(guān)關(guān)系;幼苗氮含量、氮積累量、地下部分形態(tài)特征與芽和營(yíng)養(yǎng)枝數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系,與休眠芽和休眠枝數(shù)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;白刺幼苗的莖、葉和地上部分總生物量均勻幼苗芽庫(kù)中芽、營(yíng)養(yǎng)枝的數(shù)量以及發(fā)芽強(qiáng)度和分枝強(qiáng)度呈顯著正相關(guān),與休眠芽和休眠枝的數(shù)量呈顯著負(fù)相關(guān)。研究表明,氮添加改變了白刺幼苗芽庫(kù)的容量和空間結(jié)構(gòu),因此,白刺幼苗可以通過改變芽庫(kù)容量和空間分布來響應(yīng)養(yǎng)分有效性變化,同時(shí)氮添加通過調(diào)整芽庫(kù)結(jié)構(gòu)影響其生長(zhǎng)。(2)氮添加對(duì)白刺芽庫(kù)種群統(tǒng)計(jì)學(xué)過程的影響本研究通過野外施肥實(shí)驗(yàn)(氮添加量為0、10和20 gN·m~(-2)),對(duì)白刺分株芽庫(kù)進(jìn)行計(jì)量,通過構(gòu)建矩陣模型,分析了氮添加對(duì)芽庫(kù)種群統(tǒng)計(jì)學(xué)過程的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),低、高氮處理均降低了休眠芽的存活率,提高了營(yíng)養(yǎng)枝存活率、生殖枝存活率、芽萌發(fā)形成分枝的概率;低氮處理增加了生殖生長(zhǎng)相關(guān)概率,高氮添加增加了營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)相關(guān)概率;芽萌發(fā)形成分枝的概率對(duì)不同氮濃度對(duì)白刺分株種群生長(zhǎng)率的影響最大,而營(yíng)養(yǎng)枝和生殖枝的出芽率影響較小。這說明,氮添加顯著影響了白刺分株的種群統(tǒng)計(jì)學(xué)過程,提高了種群生長(zhǎng)率;芽萌發(fā)形成分枝的概率是分株種群統(tǒng)計(jì)學(xué)過程的關(guān)鍵。(3)白刺地上芽分配模式對(duì)氮添加的響應(yīng)本研究通過野外氮施肥實(shí)驗(yàn)(氮添加量為0、5、10、15和20 gN·m~(-2)),探討了白刺分生組織分配模式對(duì)氮添加的響應(yīng)。結(jié)果顯示:較小的分株具有更高的頂端優(yōu)勢(shì),較大的分株具有更高的生殖投資和分支強(qiáng)度;氮添加條件下,生長(zhǎng)季前期白刺傾向于異速生長(zhǎng),隨著時(shí)間的推移逐漸趨向于等速生長(zhǎng);C:N與植株的頂端優(yōu)勢(shì)存在顯著的線性正相關(guān)關(guān)系,與分枝強(qiáng)度和生殖投資存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;N:P與植株的頂端優(yōu)勢(shì)存在顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系,與分枝強(qiáng)度和生殖投資存在顯著正相關(guān)關(guān)系。這說明白刺分株通過改變其分生組織分配模式來適應(yīng)氮有效性的變化,且植株的C:N和N:P對(duì)于白刺芽庫(kù)分配有較強(qiáng)的養(yǎng)分指示作用。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 5-1 生長(zhǎng)季末期頂端優(yōu)勢(shì)（a）、分枝強(qiáng)度（b）和生殖投資（c）的異速生長(zhǎng)關(guān)系Fig.5-1 Reduced major axis（RMA）regressions of the allometric relationship for apical dominance(abranching intensity(b), and reproductive effort (c) in the end of growth season注：圖中實(shí)心點(diǎn)代表各 N 添加下的平均值，，空心點(diǎn)代表不同個(gè)體的值；直線代表五個(gè)處理下（非均值）的回歸直線，對(duì)角線代表等速關(guān)系（斜率等于 1）。Closed symbols represent the mlocation of the different N addition, open symbols represent the individual allocation of differendition. Each line represents the regression line plotted through the individuals (not the means) for eecies. The leading diagonal line represents the slope (equal to one) of an isometric relationship.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S793.9

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本文編號(hào)：2566957